某1.5T燃油車型暖風流水聲問題分析及整改

徐明華 謝益波 邊鋒 王紅學

摘 要：本文對暖風芯體的流水聲問題進行分析及整改，在對整車影響較小的情況下，解決了駕駛艙內流水聲問題。

關鍵詞：冷卻系統 暖風芯體 流水聲

近幾年來，隨著人們生活水平的不斷提升，對汽車的舒適性、NVH性能要求越來越高。一款動力性強，舒適性高，NVH性能好的汽車不僅能夠滿足車主的基本代步要求，同時給車主帶來身心上的享受。而人們對駕駛艙內的噪聲異常敏感，車內噪聲是主機廠應當特別重視的問題。

本文就對某1.5T燃油車型售后出現的暖風異響問題進行分析及改進，為后期新車型開發設計提供參考，優化車內噪聲問題。

1 故障描述及故障確認

1.1 故障描述

某車型以三擋全油門、發動機轉速4000r/min的條件行駛10km以上后，馬上熄火，等待約2min后重新啟動車輛。啟動后在車內會聽到儀表臺內發出“咕嚕咕?！碑愴?，持續5～10s后消失。再次熄火，重新啟動異響聲未重現。乘員艙內前排乘客感受明顯，對客戶使用感影響較大。

1.2 故障確認

為進一步確認該異響來源，初步分析該聲音由儀表臺內的暖風芯體傳出，并分別在暖風芯體邊緣殼體、暖風芯體出水口、暖風芯體進水口3處布置傳感器及噪聲探頭按照故障模式進行數據采集（詳見圖1～3）。經檢測結果發現上述位置均有異響，且暖風芯體出水管處異響最為明顯，其余位置相對較輕。

2 原因分析

如圖4所示，冷卻回路（含暖風芯體）最高點低于膨脹壺補水口，冷卻系統各零部件布置位置滿足要求。將暖風出水管改為透明管，在同樣的條件下運行。停機后，發現有大量的氣泡由渦輪增壓器回水管逆流向暖風出水口，并最終存積在暖風芯體出水口最高點處?；敬_定暖風芯體里的咕咚流水聲由冷卻系統中的氣體未及時排除引起。氣體沖擊暖風芯體，產生“咕?！甭?。

當車輛啟動時，水泵開啟，小循環開通。冷卻液經水泵流向氣缸體，并分別流向機油冷卻器、渦輪增壓器及氣缸蓋和暖風芯體，最后匯總至發動機回水管回到水泵，依次循環。機油冷卻器、渦輪增壓器及氣缸蓋和暖風芯體三者并聯。當水溫達到82℃時，節溫器打開，冷卻液溫度上升至90℃，節溫器全開。大循環開始工作，流入氣缸蓋的部分冷卻液流入散熱器，由散熱器帶走熱量，同時冷卻循環中的水蒸氣通過散熱器上的除氣管排到膨脹壺中，冷卻后的冷卻液通過節溫器回到水泵。

當車輛熄火后，水泵停止工作，冷卻液停止流動，此時發動機和增壓器溫度持續上升，使增壓器中冷卻液汽化，增壓器出水口中的氣體會向周邊最高點（暖風芯體出水口）竄動，并積存在該處。發動機啟動后，冷卻液混合著氣體沖擊芯體管口，且通過循環再次沖擊暖風芯體，在乘員艙會聽到明顯咕嚕聲，持續幾秒。車輛持續運行一段時間后，氣體通過散熱器上的除氣管排出系統，聲音消失。

3 整改方案

根據上述故障現象及其產生的原因，結合冷卻系統各零部件的布置位置及對整車的影響程度，提出通過以下方案對此問題進行優化。

方案一：在暖風機進水管較高點增加除氣管連接至膨脹壺，優化冷卻系統排氣效果，同時將膨脹壺補水口改至節溫器前，并優化膨脹壺內部結構，增強氣液分離效果。

方案二：原車渦輪增壓器回水管離暖風出水管較近，將渦輪增壓器回水管接至靠近機油冷卻器端，同時將暖風出水管改為U型管，防止停機后渦輪增壓器局部過熱產生的氣泡流向暖風出水口。

方案三：暖風出水管增加單向閥，確保正常工作時，水流能夠由暖風芯體流向水泵，停機后阻止因增壓器過熱產生的水蒸氣逆流至暖風出水口處。

4 驗證結果

給方案驗證結果如表1所示。

方案二及方案三均對該問題由良好的解決效果，綜合考慮，方案三變動較小，對整車影響較小，最終按方案三整改此問題，并經過多次實車驗證后，該問題未重現。

5 結語

冷卻系統的除氣問題是前期開發設計過程中比較容易忽視的問題，也是售后出現的較多的問題，開發設計前期應當避免此問題的發生。在前期開發設計時除了要考慮車輛正常工作時的除氣問題，同時也要考慮停機后發動機溫度持續上升帶來的影響。

參考文獻：

[1]周湧麟，李樹珉，汽車噪聲原理及檢測與控制[M].北京，中國環境科學出版社，1995.

[2]唐林輝，冷卻系統工作原理及零部件開發設計[J].科技資訊，2014（02）：81-82.

[3]郭威，楊建波，商用車發動機冷卻系統加注除氣性能研究與分析[J].汽車時代，2017.